【C++】类和对象②（类的默认成员函数：构造函数

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前言

类的6个默认成员函数

构造函数

概念

构造函数的特性及用法

析构函数

概念

析构函数的特性及用法

结语

前言

本篇主要内容：类的6个默认成员函数中的构造函数和析构函数

进入到类和对象内容的第二节，上篇博客中介绍了类和对象的一些基本特性，接下来就要讲到类的六个默认成员函数。C++类的六个默认成员函数包括：构造函数、析构函数、拷贝构造函数、赋值运算符重载、取地址重载和const取地址重载。这些函数在特定情况下会被编译器自动生成，但你也可以根据需要自定义它们。

类的6个默认成员函数

在一个类中，如果你什么都不往里写，那么就可以称这个类为空类。实际上，在你什么都不往空类里写时，编译器会自动生成以下6个默认成员函数。

默认成员函数：用户没有显式实现，编译器会生成的成员函数称为默认成员函数。

// 这是一个空类
class Date {};

构造函数、析构函数、拷贝构造函数、赋值运算符重载、取地址重载和const取地址重载。

构造函数

概念

接下来举个例子引入构造函数。如果你写了一个存储日期的类（Date），在使用Date定义的对象之前，都需要像C语言一样调用一遍初始化。

class Date
{
public:void Init(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}void Print(){cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
int main()
{Date d1;d1.Init(2022, 7, 5);d1.Print();Date d2;d2.Init(2022, 7, 6);d2.Print();return 0;
}

你看，使用对象d1和d2之前都需要调用一遍Init函数来给对象设置日期，但如果每次创建对象时都调用该方法，未免有些麻烦，是否存在某种方式，在创建对象时，就将信息设置进去呢？答案是有的，解决方式就是今天的构造函数。

构造函数是一个特殊的成员函数，名字与类名相同，创建类类型对象时由编译器自动调用，以保证每个数据成员都有一个合适的初始值，并且在对象整个生命周期内只调用一次。

构造函数的特性及用法

构造函数是特殊的成员函数，需要注意的是，构造函数虽然名称叫构造，但是构造函数的主要任务并不是开空间创建对象，而是初始化对象。

1. 函数名和类名相同。

2. 无返回值（不是void，而是根本就不用写其返回值）。

3. 对象实例化时编译器自动调用对应的构造函数。

4. 构造函数可以重载：

class Date
{
public:// 1.无参构造函数Date(){}// 2.带参构造函数Date(int year, int month, int day){_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
void TestDate()
{Date d1; // 调用无参构造函数Date d2(2015, 1, 1); // 调用带参的构造函数
}

注：如果通过无参构造函数创建对象时，对象后面不用跟括号，否则就成了函数声明。

Date d3();

如果你写下这样一行代码来创建对象，就大错特错了。这句话会被编译器解读成一种函数声明（其细节是：声明了d3函数，该函数无参，返回一个日期类型的对象），无法达到创建对象的目的。

5. 如果类中没有显式定义构造函数，则C++编译器会自动生成一个无参的默认构造函数，一旦用户显式定义编译器将不再生成：

其中定义了传参的构造函数，无参的默认构造将被覆盖，也就是说，此时定义变量不传参会编译失败，报错：error C2512: “Date”: 没有合适的默认构造函数可用。

6. C++把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型。对于内置类型，C++默认生成的构造函数对内置类型不做处理（所以未定义自定义类型中的数据为随机值），对自定义类型的成员，会去调用它的默认构造（不用传参数的构造）。内置类型就是语言提供的数据类型，如：int/char...，自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型。

就比如上面的代码，Date类中默认生成的构造函数调用了自定义类型 _t 的无参构造函数。

注：C++11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷，又打了补丁，即：内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值。

上面代码给了内置类型缺省值，在生成d对象之后，内置类型也就成功被缺省值赋值了。

7. 无参的构造函数和全缺省的构造函数都称为默认构造函数，并且默认构造函数只能有一个。

注：默认构造：不传参就可以调用的函数。故：无参构造函数、全缺省构造函数、我们没写编译器默认生成的构造函数，都可以认为是默认构造函数。

class Date
{
public:Date(){_year = 1900;_month = 1;_day = 1;}Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1){_year = year;_month = month;_day = day;}
private:int _year;int _month;int _day;
};
// 以下测试函数能通过编译吗？
void Test()
{Date d1;
}

根据第七点，我们知道Test函数是不能通过编译的，在类中定义了两个默认构造（不传参就可以调用的构造函数），编译器无法确认应该调用哪一个，模棱两可的代码是编程的大忌。

析构函数

概念

通过了前面构造函数的学习，我们认识了可以在创建对象时帮助初始化的函数，那相应的，是否就应该有对对象进行自动销毁和清理的函数呢？答案是有的。

析构函数：与构造函数功能相反，析构函数不是完成对对象本身的销毁，局部对象销毁工作是由编译器完成的。而对象在销毁时会自动调用析构函数，完成对象中资源的清理工作。

析构函数的特性及用法

析构函数是特殊的成员函数，它在对象的生命周期结束时自动被调用，用于执行清理工作，如释放动态分配的内存、关闭打开的文件、断开网络连接等。析构函数与类名同名，但前面加上一个波浪号（~），并且没有返回类型和参数。

1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~ 。

2. 无参数无返回值类型。

3. 一个类只能有一个析构函数。若未显示定义，系统会自动生成默认的析构函数。注意：析构函数不能重载。

4. 对象生命周期结束时，C++编译系统自动调用析构函数。

typedef int DataType;
class Stack
{
public:Stack(size_t capacity = 3){_array = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) * capacity);if (NULL == _array){perror("malloc申请空间失败!!!");return;}_capacity = capacity;_size = 0;}void Push(DataType data){// CheckCapacity();_array[_size] = data;_size++;}// 其他方法...~Stack(){if (_array){free(_array);_array = NULL;_capacity = 0;_size = 0;}}
private:DataType* _array;int _capacity;int _size;
};
void TestStack()
{Stack s;s.Push(1);s.Push(2);
}

上份代码可以把重点放在构造函数和析构函数上。在构造函数Stack中，使用malloc在堆上开辟了一块空间，使用内置类型 _capacity 和 _size 来维护整个栈；最后定义了析构函数~stack，在此函数中，我们在函数内部实现了堆中占用内存的释放。

什么？你告诉我你不知道什么是栈？推荐你看看这篇博客：初阶数据结构之---栈和队列（C语言）

指针类型属于内置类型

如果不自己实现析构函数，编译器会将_array当作内置类型，在自动生成的析构函数中不会释放堆中占用的空间，导致内存泄露。

5. 关于编译器自动生成的析构函数，和构造函数很类似：编译器生成的默认析构函数，对内置类型成员不做处理；对于自定义类型的成员，调用它的析构函数。

class Time
{
public:~Time(){cout << "~Time()" << endl;}
private:int _hour;int _minute;int _second;
};
class Date
{
private:// 基本类型(内置类型)int _year = 1970;int _month = 1;int _day = 1;// 自定义类型Time _t;
};
int main()
{Date d;return 0;
}

你会发现，在main方法中根本就没有直接创建Time类的对象，但是最后还是调用了Time类的析构函数。是因为在main方法中创建了Date对象d，而d中包含4个成员变量，其中_year，_month，_day三个是内置类型成员，销毁时不需要资源清理，最后直接将其内存回收即可；而_t是Time类对象，所以在d销毁时，要将其内部包含Time类的_t对象销毁，所以要调用Time类的析构函数。但是，main函数中不能直接调用Time类的析构函数，实际释放的是Date类对象，所以编译器会调用Date类的析构函数，而Date没有显示提供，则编译器会给Date类生成一个默认的析构函数，目的是在其内部调用Time类的析构函数，即当Date对象销毁时，能保证内部每个定义的对象都可以正确销毁。

注：创建哪个类的对象则调用该类的析构函数，销毁哪个类的对象则调用该类的析构函数

6. 类中没有申请资源时，析构函数可以不写，直接使用编译器生成的默认析构函数，比如：Date类；有资源申请时，一定要写，否则会造成内存泄露，如Stack类。

结语

本篇博客将重点放在了类和对象六个默认成员函数的前两个：构造函数和析构函数上。这两个默认成员函数在对象的生命周期中起着至关重要的作用。构造函数确保对象在创建时能够正确初始化，而析构函数则确保对象在销毁时能够正确清理资源，从而保持程序的稳定性和安全性。在下一篇博客中，我会介绍拷贝构造函数、赋值运算符重载、取地址重载和const取地址重载（另外四大默认成员函数）的内容，敬请期待。

本篇博客到此结束，感谢大家的支持！♥